JPH06168469A - マルチビーム光学ヘッドのトラッキング方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トラッキング制御手段によるビームスポット
の移動と像回転プリズムによるビームスポットの移動の
相互干渉を防ぐと共に、サーボの整定を容易にし外乱に
対する定常安定性の向上を図ったマルチビーム光学ヘッ
ドのトラッキング方式を提供することを目的とするもの
である。 【構成】 複数のレーザ光源と、像回転プリズムを備
え、複数の光ビームを同時に複数のトラックにトラッキ
ングして情報の記録再生を行う光記録装置において、シ
ーク動作中に前記複数の光ビームの第１の光ビームより
得られる第１のトラッキングエラー信号１１ａに対する
他の光ビームより得られるトラッキングエラー信号１１
ｂのズレ量をゼロクロス検出器１３、サンプルホールド
回路１４により検出して像回転プリズムの回転制御に帰
還する。この構成により、像回転プリズムのサーボ機構
とトラッキングサーボ機構の相互干渉を防ぐことがで
き、トラッキング安定した引き込みが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気ディスク等の光
学式記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光デ
ィスク記録再生装置に係り、特に複数の光ビームを具備
する光ヘッドによる情報の記録または再生方式に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク記録再生装置において、光磁
気ディスク等に対し、複数の光ビームを備える光学ヘッ
ドによって情報の書き込みまたは読み出しを行う際に
は、複数の光ビームを複数のトラック上に正しくトラッ
キングさせる必要がある。そのために像回転プリズム
（ドープ・プリズム）等の焦点相対位置移動手段が備え
られているのが通常である。

【０００３】光ヘッドにおける複数の光ビームの制御方
式としては、例えばSPIE Vol. 1078Optical Data Stora
ge Topical Meeting (1989) テクニカル・ダイジェスト
の片山、他“multi-beam magneto optical disk drive
for parallel read/write operation"に記載されてい
る。この制御方式では、複数の光ビームのトラッキング
エラー信号を合成し、この合成信号を焦点相対位置移動
手段に帰還してビームの焦点位置を制御している。

【０００４】以下に上記従来技術による複数の光ビーム
の制御方式の概要を図５〜図８に基づいて説明する。図
５は像回転プリズムによる像回転の動作を説明するため
の図、図６は複数の光ビームより信号を得る方式を説明
するための図、図７はトラッキングエラー信号および焦
点相対位置移動の信号を得る方法を説明するための図、
図８は複数の光ビームのトラッキングを説明するための
図である。

【０００５】図５において、黒点列の４は光ヘッドのレ
ーザ光源の列を表している。以下、このレーザ光源の数
が４個の場合について説明する。まず、レーザ光源列４
より出射したレーザ光は、コリメートレンズ２において
平行光に整形され、像回転プリズム１に入射する。像回
転プリズム１は台形形状をなしており、その一方の斜面
より底面および側面と平行にビームが入射すると、その
ビームは、底面で全反射した後もう一方の斜面よりやは
り底面および側面と平行に出射する。像回転プリズム１
より出射したビーム列は、対物レンズ３によって光ディ
スクのトラック列５の上に結像する。その際、光源のビ
ーム列４の軸と像回転プリズム１の底面とのなす角θに
対して、結像したビーム列６の軸は、光源のビーム列４
の軸から２θ回転する。この像回転の原理については、
前記先行技術文献等により公知であるので、詳細な説明
は省略する。

【０００６】光ディスクのトラック列５より反射を受け
たビームは、対物レンズ３で再び平行光に変換され、図
示しないビームスプリッタ等を介して図６に示す信号検
出系に送られる。信号検出系では、入射したビーム列の
それぞれを４分割プリズム７により、トラッキングエラ
ー検出用の２本と、フォーカスエラー検出用の２本の４
方向に分離する。すなわち、４分割プリズム７により１
６本のビームが得られる。これらのビームは、対物レン
ズ８を介してフォトダイオードアレイ９に結像する。こ
の分割プリズムによるトラッキングエラー検出およびフ
ォーカスエラー検出の原理についても、前記先行技術文
献等により公知であるので、詳細な説明は省略する。

【０００７】また、簡単のためフォトダイオードアレイ
９においてフォーカスエラー検出用のフォトダイオード
は省略し、上記ビーム列の１本より得られる２本のトラ
ッキングエラー検出用ビームのみを示している。図７に
示すフォトダイオードアレイ９において、フォトダイオ
ード１０ａおよび１０ｂは、上記ビーム列の１本より得
られる２本のトラッキングエラー検出用ビームが結像
し、フォトダイオード１０ｃおよび１０ｄは、別の１本
より得られる２本のトラッキングエラー検出用ビームが
結像する。図６と同様、ここでは、フォーカスエラー検
出用のフォトダイオードは省略している。

【０００８】差動増幅器１１ａは、フォトダイオード１
０ａおよび１０ｂで得られた信号の第１の差信号を得る
ものであり、これがトラッキングエラー（ＴＥ）信号と
して通常のトラッキング制御に用いられる。また、差動
増幅器１１ｂは、フォトダイオード１０ｃおよび１０ｄ
で得られた信号の第２の差信号を得るものである。そし
て、差動増幅器１２は、前記第１の差信号及び前記第２
の差信号より第３の差信号を得るものであり、この第３
の差信号を前記像回転プリズム１の駆動手段に帰還して
いる。

【０００９】ディスクの内周部におけるトラッキング状
態を示したのが図８のＡであり、ディスクの外周部にお
けるトラッキングの状態を示したのが図８のＢである。
ここで、４本の曲線はトラックの中心を、黒点はビーム
スポットをそれぞれ示している。Ａの内周部の場合とＢ
の外周部の場合とでは、トラックの曲率が異なるため、
４本のビームが全て正しくトラッキングするには、ビー
ム列の軸がトラックとなす角をヘッド位置に応じて調整
する必要がある。そこで、上記従来の制御方式では、前
記第３の差信号に基づき前記像回転プリズム１を光軸回
りに回転させ、最適トラッキング状態を得るようにして
いる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のように
像回転プリズム１を光軸回りに回転させ、最適トラッキ
ング状態を得るに際し、従来技術に示された方法では、
像回転プリズム１によるアラインメント動作を目標トラ
ックにシーク後、トラッキングサーボ引き込みと同時に
行うことになる。しかも、像回転プリズム１によるビー
ムスポットの移動と各々のビームのトラッキングサーボ
は独立ではなく、トラッキング制御手段によるビームス
ポットの移動と像回転プリズムによるビームスポットの
移動が互いに干渉するため、トラッキングサーボ引き込
みが困難となる。そのため、単一ビームのトラッキング
サーボと比較し、サーボの整定が困難であり、同時に外
乱に対する定常安定性においても劣るという欠点を有し
ていた。

【００１１】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、トラッキング制御手段によるビームスポットの移
動と像回転プリズムによるビームスポットの移動の相互
干渉を防ぐと共に、サーボの整定を容易にし外乱に対す
る定常安定性の向上を図ったマルチビーム光学ヘッドの
トラッキング方式を提供することを目的とするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、複
数のレーザ光源と、像回転プリズムを備え、複数の光ビ
ームを同時に複数のトラックにトラッキングして情報の
記録再生を行う光記録装置において、シーク動作中に前
記複数の光ビームの第１の光ビームより得られる第１の
トラッキングエラー信号に対する他の光ビームより得ら
れるトラッキングエラー信号のズレ量を検出して像回転
プリズムの回転制御に帰還するように構成したことを特
徴とするものである。

【００１３】

【作用】本発明に係るマルチビーム光学ヘッドのトラッ
キング方式では、シーク動作中に前記複数の光ビームの
第１の光ビームより得られる第１のトラッキングエラー
信号に対する他の光ビームより得られるトラッキングエ
ラー信号のズレ量を検出して像回転プリズムの回転制御
に帰還するので、像回転プリズムのサーボ機構とトラッ
キングサーボ機構の相互干渉を防ぐことができ、トラッ
キング安定した引き込みが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係る実施例を図面を参照しつ
つ説明する。図１は本発明に係るマルチビーム光学ヘッ
ドのトラッキング方式の１実施例構成を示す図、図２は
本発明に係るマルチビーム光学ヘッドのトラッキング方
式の動作を説明するための波形図である。

【００１５】図１において、１０ａ〜１０ｄはフォトダ
イオード、１１ａ、１１ｂは差動増幅器、１３はゼロク
ロス検出器、１４はサンプルホールド回路を示す。先に
説明した従来例と同様、フォトダイオード１０ａおよび
１０ｂは、ビーム列の１本より得られる２本のトラッキ
ングエラー検出用ビームが結像し、フォトダイオード１
０ｃおよび１０ｄは、別の１本より得られる２本のトラ
ッキングエラー検出用ビームが結像するものである。そ
して、差動増幅器１１ａは、フォトダイオード１０ａお
よび１０ｂで得られた信号の第１の差信号（第１のトラ
ッキングエラー信号）を得るものであり、差動増幅器１
１ｂは、フォトダイオード１０ｃおよび１０ｄで得られ
た信号の第２の差信号（第２のトラッキングエラー信
号）を得るものである。本発明は、これらのうち第１の
トラッキングエラー信号のゼロクロスを検出するための
ゼロクロス検出器１３と、そのゼロクロスを検出したと
きの第２のトラッキングエラー信号をホールドするサン
プルホールド回路１４を設け、このホールド信号を用い
て像回転プリズムによるビームスポットの移動を行うよ
うに構成したものである。これにより、トラッキング引
き込みは、第１のトラッキングエラー信号のみを用いて
通常方式で行えばよく、像回転プリズムのサーボ機構と
トラッキングサーボ機構の干渉が生じないので、安定し
た引き込みが可能となる。

【００１６】さらに、上記回路の動作を図２により具体
的に説明する。図２において、Ａはシーク動作の減速過
程における差動増幅器１１ａの出力で、第１のトラッキ
ングエラー信号、Ｂは差動増幅器１１ｂの出力で、第２
のトラッキングエラー信号をそれぞれ示し、Ｃはサンプ
ルホールド回路１４のホールド信号を示す。

【００１７】上記回路では、シーク動作の減速過程にお
いて、図２のＡに示す第１のトラッキングエラー信号が
差動増幅器１１ａから出力されるが、ゼロクロス検出器
１３では、この第１のトラッキングエラー信号のゼロク
ロスを検出し、そのゼロクロス検出信号をサンプリング
信号（タイミング信号）としてサンプルホールド回路１
４に供給する。したがって、サンプルホールド回路１４
では、図２のＢに示す第２のトラッキングエラー信号を
ゼロクロス検出器１３からのサンプリング信号によりホ
ールドする。つまり第１のトラッキングエラー信号のゼ
ロクロス時における第２のトラッキングエラー信号のズ
レ量をホールドする。そのホールド信号は、図２のＣに
示すように第１のトラッキングエラー信号のゼロクロス
時の第２のトラッキングエラー信号のズレ量に応じた大
きさを持つものであり、しかもその極性は、ズレの方向
によって決まる。したがって、このホールド信号を所定
のゲインで像回転プリズム駆動手段に帰還し、ズレをな
くすように像回転プリズムを駆動することによって、有
限の時間内にそのズレを十分小さくすることができる。

【００１８】従来技術によるマルチビーム光学ヘッドの
トラッキング方式では、先に説明したようにトラッキン
グ動作の間、常に２個のトラッキングエラー信号の差信
号を像回転プリズム駆動手段に帰還しているが、特にデ
ィジタル信号記録を目的とした光記録装置においては、
内周から外周までの長距離を連続的にトレースすること
はほとんどない。また、一旦トラッキングした後、その
トラック上をトレースする間は、像回転プリズムの角度
を変化させる必要はない。したがって、一旦トラッキン
グした後は、像回転プリズムを直流で固定し、１個のビ
ームのトラッキングエラー信号によって通常のトラッキ
ング動作を行えばよい。このようにすれば、像回転プリ
ズムのサーボ機構とトラッキングサーボ機構の干渉が生
じないため、トラッキング動作を安定させることが可能
となる。

【００１９】図３はゼロクロス検出器とプリズム制御回
路の構成例を示す図、図４は図３に示す回路の動作を説
明するための波形図である。図３において、１５はコン
パレータ、１６はモノマルチバイブレータ、１７はサン
プルホールド素子、１８はローパスフィルタ、１９は位
相補償／ゲイン調整回路、２０は像回転プリズム駆動回
路を示す。

【００２０】コンパレータ１５は、一方に差動増幅器１
１ａから出力される第１のトラッキングエラー信号を入
力し、他方の入力をゼロ電位に落としている。そのた
め、コンパレータ１５の出力には、図４のＡに示すシー
ク動作の減速過程における第１のトラッキングエラー信
号を入力すると、図４のＢに示すように正の半サイクル
でハイレベルとする第１のトラッキングエラー信号の２
値化信号が得られる。モノマルチバイブレータ１６は、
コンパレータ１５の出力の立ち上がりエッジで動作する
ものであり、図４のＣに示すトリガパルスを生成してサ
ンプルホールド素子１７に第１のトラッキングエラー信
号のゼロクロスタイミングを与えるものである。サンプ
ルホールド素子１７は、このトリガパルスによるゼロク
ロスタイミング毎に第２のトラッキングエラー信号をホ
ールドするものであり、図１及び図２で説明したと同様
に図４のＤに示す第２のトラッキングエラー信号に対し
て図４のＥに示すホールド信号を出力する。

【００２１】ローパスフィルタ１８は、ノイズ等による
外乱に過度に応答するのを防ぐためホールド信号に適当
な帯域制限を加えるものであり、位相補償／ゲイン調整
回路１９は、適当な位相補正とゲイン調節を行うもので
ある。したがって、サンプルホールド素子１７のホール
ド信号は、ノイズ等による外乱に過渡に応答するのを防
ぐための適当な帯域制限を受け、適当な位相補正とゲイ
ン調節がなされた後、像回転プリズム駆動回路２０に送
られる。

【００２２】なお、本発明は、上記の実施例に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記
の実施例では、第２のトラッキングエラー信号のみを用
いて像回転プリズム駆動信号を得るようにしたが、第１
のトラッキングエラー信号を与えるフォトダイオードを
除き、他の全てもしくは任意個のフォトダイオードによ
り得られるトラッキングエラー信号の和信号を用いても
よい。このようにすることによって、全てのビームが平
均的によいトラッキングを得るような複数ビームのアラ
イメントが可能になる。また、第１のトラッキングエラ
ー信号のゼロクロスを検出して、その時の他のトラッキ
ングエラー信号のズレ量をホールドしたが、本発明は、
要するに第１のトラッキングエラー信号に対して他のト
ラッキングエラー信号の位相ズレを補正するように像回
転プリズムを駆動すればよい。したがって、例えばフェ
ーズドロックループ回路を用いて第１のトラッキングエ
ラー信号の位相に他のトラッキングエラー信号の位相を
合わせるように構成してもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、トラッキング制御手段によるビームスポット
の移動と像回転プリズムによるビームスポットの移動の
干渉によりトラッキングサーボ引き込みが困難になった
り、定常安定正が劣化するのを防ぐことができ、迅速な
トラッキングサーボ引き込み、及び安定したトラッキン
グ動作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るマルチビーム光学ヘッドのトラ
ッキング方式の１実施例構成を示す図である。

【図２】 本発明に係るマルチビーム光学ヘッドのトラ
ッキング方式の動作を説明するための波形図である。

【図３】 ゼロクロス検出器とプリズム制御回路の構成
例を示す図である。

【図４】 図３に示す回路の動作を説明するための波形
図である。

【図５】 像回転プリズムによる像回転の動作を説明す
るための図である。

【図６】 複数の光ビームより信号を得る方式を説明す
るための図である。

【図７】 トラッキングエラー信号および焦点相対位置
移動の信号を得る方法を説明するための図である。

【図８】 複数の光ビームのトラッキングを説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１０ａ〜１０ｄ…フォトダイオード、１１ａ、１１ｂ…
差動増幅器、１３…ゼロクロス検出器、１４…サンプル
ホールド回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のレーザ光源と、像回転プリズムを
   備え、複数の光ビームを同時に複数のトラックにトラッ
   キングして情報の記録再生を行う光記録装置において、
   シーク動作中に前記複数の光ビームの第１の光ビームよ
   り得られる第１のトラッキングエラー信号に対する他の
   光ビームより得られるトラッキングエラー信号のズレ量
   を検出して像回転プリズムの回転制御に帰還するように
   構成したことを特徴とするマルチビーム光学ヘッドのト
   ラッキング方式。
2. 【請求項２】 第１のトラッキングエラー信号のゼロク
   ロス検出手段と、他のトラッキングエラー信号のサンプ
   ルホールド回路を備え、第１のトラッキングエラー信号
   のゼロクロス時に他のトラッキングエラー信号をホール
   ドして像回転プリズムの回転制御に帰還するように構成
   したことを特徴とする請求項１記載のマルチビーム光学
   ヘッドのトラッキング方式。
3. 【請求項３】 第１の光ビーム以外の任意個数の光ビー
   ムより得られる他のトラッキングエラー信号の和を用い
   ることを特徴とする請求項２記載のマルチビーム光学ヘ
   ッドのトラッキング方式。